Quân đoàn đặc biệt của Mỹ trong vũ trụ
Thanh Niên
16/02/2014 18:44 GMT+7
Các chuyên gia Mỹ đang chế tạo những vệ tinh kích thước nhỏ để đảm nhiệm vai trò cảnh sát giao thông không gian, điều phối hoạt động vốn đang hỗn loạn trên quỹ đạo trái đất.
Đội ngũ chuyên gia của Phòng thí nghiệm quốc gia Lawrence Livermore (LLNL) của Mỹ đang triển khai dự án chế tạo quân đoàn cảnh sát robot trên không gian.
Một khi lên quỹ đạo, các vệ tinh này sẽ liên tục chụp hình để thiết lập bản đồ chính xác nhất về vị trí của rác vũ trụ, nhằm tránh nguy cơ va chạm giữa các mảnh rác với nhau. Hiện các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm hệ thống mới trong phòng thí nghiệm. Họ sử dụng một loạt 6 hình ảnh được một vệ tinh mặt đất chụp trong 60 giờ để chứng tỏ rằng có thể điều chỉnh quỹ đạo của một vệ tinh khác đang di chuyển trên quỹ đạo thấp của Trái đất.
Nguy cơ va chạm giữa các vệ tinh/rác không gian ngày càng cao, một phần do rác không ngừng sinh sôi do hoạt động tất bật của con người trong môi trường quanh Trái đất. Để hỗ trợ các nhà vận hành vệ tinh tránh tình trạng va chạm giữa cộng đồng các “cư dân” đông đúc trên quỹ đạo, sứ mệnh STARE được khởi động nhằm xác định và điều chỉnh quỹ đạo của các đối tượng.
Dựa trên một tổ hợp gồm các vệ tinh nano (trọng lượng chưa đến 5 kg) ở quỹ đạo thấp của trái đất, các chuyên gia có thể xác định được vị trí của vệ tinh/rác vũ trụ với độ sai lệch trong vòng 100 m. Trong cuộc thử nghiệm, nhóm chuyên gia sử dụng vệ tinh trên mặt đất để nhìn rõ quỹ đạo của vệ tinh NORAD 27006. Sau khi điều chỉnh lại hướng đi của NORAD 27006, các chuyên gia cho rằng sẽ có thể làm điều tương tự với các vệ tinh/rác vũ trụ khác. Những công cụ và phương pháp phân tích dùng để chụp ảnh NORAD 27006 và tác động đến quỹ đạo của nó sẽ được sử dụng trong sứ mệnh STARE.
Rất khó dự đoán vị trí chính xác của một vệ tinh tại quỹ đạo thấp do các chuyên gia ít nắm bắt được những yếu tố cần thiết cho chuyển động của nó. Chẳng hạn, lực kéo khí quyển tùy thuộc vào hình dạng và khối lượng của một vệ tinh, cũng như độ đặc lẫn kết cấu của khí quyển lúc đó. Điều này dẫn đến hậu quả là các nhà vận hành vệ tinh khó biết được vị trí và vận tốc của chúng.
Để giới hạn các lỗi trên, hệ thống theo dõi không gian (SSN) buộc phải quan sát liên tục gần 2.000 vật thể trên quỹ đạo thấp, nhưng độ lệch vị trí của chúng thường dao động khoảng 1 km. Kết quả là tỷ lệ báo động sai trên mỗi vụ va chạm lên đến 10.000 lần. Mục tiêu của sứ mệnh STARE là giảm mức độ không chắc chắn về vị trí của vệ tinh từ 1 km xuống dưới 100 m, từ đó giới hạn được số lần báo động giả. Trong trường hợp của các chuyên gia LLNL, họ có thể thu ngắn phạm vi trong vòng 50 m.
Không gian dường như là một khoảng trống rộng lớn, nhưng trên thực tế khu vực xung quanh trái đất đang tràn ngập rác vũ trụ, từ tên lửa cũ, vệ tinh hết thời hạn đến các mảnh tên lửa. Bãi rác bao phủ quỹ đạo sẽ sớm đe dọa những vụ phóng tàu du hành trong tương lai. Ngoài Mỹ, hiện các chuyên gia của Cơ quan thám hiểm không gian Nhật Bản (JAXA) cũng đã bắt tay với Nitto Seimo, công ty sản xuất các thiết bị đánh cá, để chế tạo “lưới từ” đánh bắt rác vũ trụ.
Dự kiến đợt thử nghiệm đầu tiên sẽ được triển khai vào cuối tháng 2, khi một tên lửa Nhật Bản đưa vệ tinh của Đại học Kagawa lên quỹ đạo. Một khi đến nơi, nó sẽ quăng lưới chiều dài 300 m, phát ra từ trường đủ sức thu hút một số “cá”. Cả lưới và con mồi của nó sẽ bị cháy tiêu khi đi qua khí quyển Trái đất.
Một khi lên quỹ đạo, các vệ tinh này sẽ liên tục chụp hình để thiết lập bản đồ chính xác nhất về vị trí của rác vũ trụ, nhằm tránh nguy cơ va chạm giữa các mảnh rác với nhau. Hiện các nhà khoa học đã tiến hành thử nghiệm hệ thống mới trong phòng thí nghiệm. Họ sử dụng một loạt 6 hình ảnh được một vệ tinh mặt đất chụp trong 60 giờ để chứng tỏ rằng có thể điều chỉnh quỹ đạo của một vệ tinh khác đang di chuyển trên quỹ đạo thấp của Trái đất.
Tình trạng hỗn loạn trên quỹ đạo trái đất - Ảnh: Michael Najjar
Nguy cơ va chạm giữa các vệ tinh/rác không gian ngày càng cao, một phần do rác không ngừng sinh sôi do hoạt động tất bật của con người trong môi trường quanh Trái đất. Để hỗ trợ các nhà vận hành vệ tinh tránh tình trạng va chạm giữa cộng đồng các “cư dân” đông đúc trên quỹ đạo, sứ mệnh STARE được khởi động nhằm xác định và điều chỉnh quỹ đạo của các đối tượng.
Dựa trên một tổ hợp gồm các vệ tinh nano (trọng lượng chưa đến 5 kg) ở quỹ đạo thấp của trái đất, các chuyên gia có thể xác định được vị trí của vệ tinh/rác vũ trụ với độ sai lệch trong vòng 100 m. Trong cuộc thử nghiệm, nhóm chuyên gia sử dụng vệ tinh trên mặt đất để nhìn rõ quỹ đạo của vệ tinh NORAD 27006. Sau khi điều chỉnh lại hướng đi của NORAD 27006, các chuyên gia cho rằng sẽ có thể làm điều tương tự với các vệ tinh/rác vũ trụ khác. Những công cụ và phương pháp phân tích dùng để chụp ảnh NORAD 27006 và tác động đến quỹ đạo của nó sẽ được sử dụng trong sứ mệnh STARE.
Rất khó dự đoán vị trí chính xác của một vệ tinh tại quỹ đạo thấp do các chuyên gia ít nắm bắt được những yếu tố cần thiết cho chuyển động của nó. Chẳng hạn, lực kéo khí quyển tùy thuộc vào hình dạng và khối lượng của một vệ tinh, cũng như độ đặc lẫn kết cấu của khí quyển lúc đó. Điều này dẫn đến hậu quả là các nhà vận hành vệ tinh khó biết được vị trí và vận tốc của chúng.
Để giới hạn các lỗi trên, hệ thống theo dõi không gian (SSN) buộc phải quan sát liên tục gần 2.000 vật thể trên quỹ đạo thấp, nhưng độ lệch vị trí của chúng thường dao động khoảng 1 km. Kết quả là tỷ lệ báo động sai trên mỗi vụ va chạm lên đến 10.000 lần. Mục tiêu của sứ mệnh STARE là giảm mức độ không chắc chắn về vị trí của vệ tinh từ 1 km xuống dưới 100 m, từ đó giới hạn được số lần báo động giả. Trong trường hợp của các chuyên gia LLNL, họ có thể thu ngắn phạm vi trong vòng 50 m.
Không gian dường như là một khoảng trống rộng lớn, nhưng trên thực tế khu vực xung quanh trái đất đang tràn ngập rác vũ trụ, từ tên lửa cũ, vệ tinh hết thời hạn đến các mảnh tên lửa. Bãi rác bao phủ quỹ đạo sẽ sớm đe dọa những vụ phóng tàu du hành trong tương lai. Ngoài Mỹ, hiện các chuyên gia của Cơ quan thám hiểm không gian Nhật Bản (JAXA) cũng đã bắt tay với Nitto Seimo, công ty sản xuất các thiết bị đánh cá, để chế tạo “lưới từ” đánh bắt rác vũ trụ.
Dự kiến đợt thử nghiệm đầu tiên sẽ được triển khai vào cuối tháng 2, khi một tên lửa Nhật Bản đưa vệ tinh của Đại học Kagawa lên quỹ đạo. Một khi đến nơi, nó sẽ quăng lưới chiều dài 300 m, phát ra từ trường đủ sức thu hút một số “cá”. Cả lưới và con mồi của nó sẽ bị cháy tiêu khi đi qua khí quyển Trái đất.